Un molino es un dispositivo, a menudo una estructura , máquina o aparato de cocina , que rompe materiales sólidos en pedazos más pequeños moliéndolo, triturándolo o cortándolo. Esta trituración es una operación unitaria importante en muchos procesos . Hay muchos tipos diferentes de molinos y muchos tipos de materiales procesados en ellos. Históricamente, los molinos eran accionados manualmente o por animales (p. ej., mediante una manivela ), animales de trabajo (p. ej., molino de caballos ), viento ( molino de viento ) o agua ( molino de agua ). En la era moderna, suelen funcionar con electricidad .
La trituración de materiales sólidos se produce mediante fuerzas mecánicas que rompen la estructura superando las fuerzas de unión internas. Después de la molienda se cambia el estado del sólido: el tamaño del grano, la disposición granulométrica y la forma del grano.
La molienda también se refiere al proceso de descomponer, separar, dimensionar o clasificar material agregado (por ejemplo, extracción de mineral ). Por ejemplo, trituración o molienda de rocas para producir un tamaño de agregado uniforme para fines de construcción, o separación de roca, suelo o material agregado para fines de relleno estructural o actividades de recuperación de tierras. Los procesos de molienda de agregados también se utilizan para eliminar o separar la contaminación o la humedad del agregado o del suelo y para producir "rellenos secos" antes del transporte o el relleno estructural.
La molienda puede servir para los siguientes propósitos en ingeniería:
A pesar de numerosos estudios en el campo de los esquemas de fractura, no se conoce ninguna fórmula que relacione el trabajo técnico de rectificado con los resultados del rectificado. Los ingenieros de minas Peter von Rittinger , Friedrich Kick y Fred Chester Bond produjeron de forma independiente ecuaciones para relacionar el trabajo de molienda necesario con el tamaño de grano producido y un cuarto ingeniero, RTHukki, sugirió que cada una de estas tres ecuaciones podría describir un rango estrecho de tamaños de grano y propuso unir ellos a lo largo de una única curva que describe lo que se conoce como la relación Hukki . [1] [2] [3]
En los molinos agitados, la relación de Hukki no se aplica y, en cambio, se debe realizar experimentación para determinar cualquier relación. [4]
Para evaluar los resultados de la molienda es necesaria la disposición granulométrica del material de partida (1) y del material molido (2). El grado de molienda es la relación entre los tamaños y la disposición del grano. Hay varias definiciones para este valor característico:
En el procesamiento de materiales, una trituradora es una máquina para producir una reducción del tamaño de partículas finas mediante fuerzas de desgaste y compresión a nivel del tamaño de grano. Véase también trituradora para conocer los mecanismos que producen partículas más grandes. En general, los procesos de molienda requieren una cantidad de energía relativamente grande; por esta razón, recientemente se propuso un método experimental para medir la energía utilizada localmente durante la molienda con diferentes máquinas. [5]
Los molinos autógenos o autógenos se denominan así debido a la automolienda del mineral: un tambor giratorio arroja rocas más grandes de mineral en un movimiento en cascada, lo que provoca la rotura por impacto de las rocas más grandes y la trituración por compresión de las partículas más finas. Su funcionamiento es similar al de un molino SAG, como se describe a continuación, pero no utiliza bolas de acero en el molino. También conocido como pulido ROM o "Run Of Mine".
Un tipo típico de molino fino es el molino de bolas . Un cilindro giratorio ligeramente inclinado u horizontal está parcialmente lleno de bolas , generalmente de piedra o metal , que muelen el material hasta la finura necesaria mediante fricción e impacto con las bolas que giran. Los molinos de bolas normalmente funcionan con una carga de bolas aproximada del 30%. Los molinos de bolas se caracterizan por su diámetro más pequeño (comparativamente) y su mayor longitud, y a menudo tienen una longitud de 1,5 a 2,5 veces el diámetro. La alimentación está en un extremo del cilindro y la descarga en el otro. Los molinos de bolas se utilizan comúnmente en la fabricación de cemento Portland y en las etapas de molienda más fina del procesamiento de minerales. Los molinos de bolas industriales pueden tener hasta 8,5 m (28 pies) de diámetro con un motor de 22 MW, [6] y consumen aproximadamente el 0,0011% de la energía mundial total (ver Lista de países por consumo de electricidad ). Sin embargo, se pueden encontrar versiones pequeñas de molinos de bolas en laboratorios donde se utilizan para moler material de muestra para garantizar la calidad.
Las predicciones de potencia para molinos de bolas suelen utilizar la siguiente forma de ecuación de Bond: [7]
dónde
Otro tipo de molinillo fino comúnmente utilizado es el molino de piedra de buhr francés , que es similar a los antiguos molinos harineros .
Un rodillo abrasivo de alta presión, a menudo denominado HPGR o prensa de rodillos, consta de dos rodillos con las mismas dimensiones, que giran uno contra el otro con la misma velocidad circunferencial. La alimentación especial de material a granel a través de una tolva conduce a un lecho de material entre los dos rodillos. Las unidades de rodamiento de un rodillo pueden moverse linealmente y se presionan contra el lecho de material mediante resortes o cilindros hidráulicos. Las presiones en el lecho de material son superiores a 50 MPa (7000 PSI ). En general alcanzan entre 100 y 300 MPa. De este modo se compacta el lecho de material hasta una proporción de volumen sólido de más del 80%.
La prensa de rodillos tiene cierta similitud con las trituradoras de rodillos y las prensas de rodillos para compactar polvos, pero su finalidad, construcción y modo de funcionamiento son diferentes.
La presión extrema hace que las partículas dentro del lecho de material compactado se fracturen en partículas más finas y también provoca microfracturación a nivel del tamaño de grano. En comparación con los molinos de bolas, los HPGR logran un consumo de energía específico entre un 30 y un 50% menor, aunque no son tan comunes como los molinos de bolas ya que son una tecnología más nueva.
Un tipo similar de trituradora intermedia es la corredera de borde, que consiste en una bandeja circular con dos o más ruedas pesadas conocidas como trituradoras que giran en su interior; El material a triturar se empuja debajo de las ruedas mediante palas de arado adjuntas .
Un tambor giratorio provoca fricción y desgaste entre los guijarros de roca y las partículas de mineral. Puede usarse cuando se debe evitar la contaminación del producto por el hierro de las bolas de acero . Se utiliza comúnmente cuarzo o sílice porque su obtención es económica.
Un tambor giratorio provoca fricción y desgaste entre las varillas de acero y las partículas de mineral. [ cita necesaria ] Pero el término 'molino de varillas' también se utiliza como sinónimo de molino cortador , que fabrica varillas de hierro u otro metal. Los molinos de barras son menos comunes que los molinos de bolas para moler minerales.
Las varillas utilizadas en el molino, generalmente de acero con alto contenido de carbono, pueden variar tanto en longitud como en diámetro. Sin embargo, cuanto más pequeñas sean las varillas, mayor será la superficie total y, por tanto, mayor será la eficiencia de molienda. [8]
SAG es un acrónimo de molienda semiautógena. Los molinos SAG son molinos autógenos que también utilizan bolas de molienda como un molino de bolas. Un molino SAG suele ser un molino primario o de primera etapa. Los molinos SAG utilizan una carga de bolas del 8 al 21%. [9] [10] El molino SAG más grande tiene 42' (12,8 m) de diámetro y está propulsado por un motor de 28 MW (38.000 HP). [11] Se ha diseñado un molino SAG con un diámetro de 44' (13,4m) y una potencia de 35 MW (47.000 HP). [12]
El desgaste entre las bolas de molienda y las partículas de mineral provoca la molienda de partículas más finas. Los molinos SAG se caracterizan por su gran diámetro y corta longitud en comparación con los molinos de bolas. El interior del molino está revestido con placas elevadoras para elevar el material dentro del molino, donde luego cae de las placas sobre el resto de la carga de mineral. Los molinos SAG se utilizan principalmente en minas de oro, cobre y platino y también en las industrias de plomo, zinc, plata, alúmina y níquel.
Los molinos de torre, a menudo llamados molinos verticales, molinos agitados o molinos triturados, son un medio más eficiente para moler material con tamaños de partículas más pequeños y pueden usarse después de los molinos de bolas en un proceso de molienda. Al igual que los molinos de bolas, a menudo se agregan bolas o guijarros de molienda (acero) a los molinos agitados para ayudar a moler el mineral; sin embargo, estos molinos contienen un tornillo grande montado verticalmente para levantar y moler el material. En los molinos de torre no hay acción en cascada como en los molinos estándar. Los molinos agitados también son comunes para mezclar cal viva (CaO) en una lechada de cal. El molino de torre tiene varias ventajas: bajo nivel de ruido, uso eficiente de la energía y bajos costos operativos.
Un molino VSI arroja partículas de roca o mineral contra una placa de desgaste lanzándolas desde un centro de hilado que gira sobre un eje vertical. Este tipo de molino utiliza el mismo principio que una trituradora VSI .
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